Definieren sie eine Art nach dem “biologischen Artkonzept” nach Ernst Mayr. Welche Limitierung hat das Artkonzept?
Arten sind Gruppen sich miteinander kreuzender natürlicher Populationen, die hinsichtlich ihrer Fortpflanzung von anderen derartigen Gruppen getrennt sind
Limitierung:
Arten die sich ungeschlechtlich fortpflanzen werden nicht erfaßt (Pflanzen, Pilze, Bakterien, einige Echsenarten, einige Fischarten…) > „Agamospecies“
Hybride treten bei Pflanzen sehr häufig auf, aber auch bei Tieren sind Hybridzonen nicht selten
Beschreiben Sie Isolationsmechanismen, die zur Aufrechterhaltung einer “biologischen Art” beitragen. Welche Isolationsmechanismen gibt es? Geben Sie jeweils ein Beispiel
Prägame Isolation:
z.B. Verhaltensisolation (Balzverhalten zwischen Arten unterschiedlich)
oder Habitatselektion (z.B. Paarung direkt auf der Wirtsfrucht)
Postgame und präzygotische Isolation:
Inkompatibilität zwischen Spermium und Ei
Spermienselektion im weibl. Genitaltrakt
Postzygotische Isolation:
Hybridensterilität
Hybridensterblichkeit
Geben Sie jeweils ein Beispiel für Merkmale, die durch inter- bzw. intrasexuelle Selektion evolviert sind. Begründen Sie weshalb gerade das von Ihnen genannte Merkmal evolvieren sollte.
intrasexuell: Evolvierung von Waffen wie z.B. Geweih bei Hirschen
intersexuell: Grille mit nahrhafter Spermatophore als Brautgeschenk
Erklären Sie wie durch intersexuelle Selektion Merkmale evolvieren, und zwar durch folgende Mechanismen:
a) Fisher’s runaway selection
b) sexuellen Konflikt (Chase-away selection)
a) die Attraktivität der Männchen ist entscheiden für die Partnerwahl bei den Weibchen. Da so auch attraktivere Nachkommen entstehen, die dann von anderen Weibchen bevorzugt gewählt werden und es so zu einer erhöhten Fitness kommen kann. Bevorzugt werden also optische Merkmale, wie lange Schwanzfedern, die selber gar keinen unbedingten Vorteil haben müssen (Merkmal kann auch nachteilig sein)
b) Antagonostisches Interesse von den beiden Geschlechtern. ♂♂nutzen sensory bias aus
→ ♀♀verpaaren sich suboptimal → Reduktion der ♀Sensibilität für Merkmal →Anpassung des ♂Merkmals
→ Koevolution sensibilität und Merkmalsausbildung
Definieren Sie zunächst den Begriff “Altruismus” in der Biologie. Geben Sie die Hamilton-Regel an und erklären Sie wie altruistische Handlungen mit Hilfe dieser Regel erklärt werden können. Erklären sie dies anhand der reproduktiven Arbeitsteilung sozialer Insekten.
Altruistische Handlung:
Eine Handlung, durch die der Altruist den Lebensfortpflanzungserfolg eines anderen Tieres auf Kosten des eigenen Überlebens und der eigenen Reproduktion erhöht.
Hamilton-Regel:
rb-c>0
Bienen sind haplodiploid also werden unbefruchtete, haploide (ein Chromosomensatz) Eier zu Männchen und befruchtete, diploide Eier zu Weibchen. Dadurch bekommen die Arbeiterinnen das gesamte Erbgut des Vaters (1) und das halbe der Mom (0,5). Zu ihren Schwestern ist sie aber zu 75% (0,75) verwandt, durch diese höhere Verwandschaft zahlt sich Altruismus für eusoziale Hymenopteren mehr aus aka es benötigt nur einen kleinen Vorteil (benefit) um sich erfolgreich in der Population zu verbreiten.
Was ist eine alternative Paarungsstrategie? Geben Sie ein Beispiel und erklären Sie die unterschiedlichen Strategien. Welche Bedingung muss gegeben sein, damit alternative Paarungsstrategien evolvieren können?
Ist die Art und Weise, wie der Kampf um Partner bei der intrasexuellen Selektion erfolgen kann. Sie ist genetisch bedingt. Z.B. Seitenfleckleguan: einige Männchen tarnen sich als Weibchen, wodurch sie Terretorium der Männchen unbemerkt betreten können.
Wichtig beide “Morphe” müssen diesselbe Fitness besitzen, um evolvieren zu können.
a) Definieren Sie den Begriff “Adaption” im evolutionsbiologischen Sinn.
b) Bewerten und begründen Sie entsprechend dieder Definition, ob eine Mutation, die Resistenz gegen ein Insektizid vermittelt eine Adaption ist:
wenn es sich um das erste Allel in einer Population handelt, da es nur in einem Individuum durch Mutation aufgetreten ist.
wenn alle Individuen einer population diese Allel tragen
a) Adaption: Ein Merkmal trägt (relativ) zur Erhöhung der Fitness bei
b) wenn es sich um das erste Allel in einer Population handelt, da es nur in einem Individuum durch Mutation aufgetreten ist
-> dadurch gesteigerte Fitness dieses Individuums im Verhältnis zu den anderen
-> dadurch hätten alle eine verbesserte Anpassung jedoch keine gesteigerte Fitness im Verhältnis zueinander
In einer Schmetterlingspopulation ist braune Körperfarbe (Allel B) dominant gegenüber weißer Körperfarbe (Allel b). Sie finden 40 % weiße Schmetterlinge. Berechnen Sie nachvollziehbar:
a) den prozentualen Anteil heterozygoter Individuen
b) die Allelfrequenz für “B” und “b”
?
Erklären Sie warum man erwarten sollte, dass Kooperation nicht evolviert, bzw. nicht stabil in einer Population vorkommt. Nennen und erklären Sie 3 Mechanismen, die trotzdem die Evolution von Kooperation ermöglichen.
Betrüger haben eine höhere Fitness als kooperiende Individuen, weshalb sie sich in der Population ausbreiten
3 Mechanismen:
direkte Reziprozität: z.B. zusammen ein Teretorium bewachen, dadurch mehr Nahrung zur Verfügung
indirekte Reziprozität: z.B. werden Putzerfische durch bEstrafung von Klienten zu Kooperativität gezwungen um auch guten Ruf nicht zu verlieren
Verwandtenselektion: Verwandten Indivuen wird z.B. bei der Brutpflege mitgeholfen
Welche Vorraussetzungen müssen gegeben sein, damit natürliche Selektion wirken kann?
Variabilität von Merkmalen
Erblichkeit der Merkmale
Reproduktion
Unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg von Phänotypen der auf alternativen >Allelen basiert
Tabelle mit Genofrequenzen und Hardy-Weinberg berechnen
Erklärung Hardy-Weinberg nicht erfüllt:
a. Inzucht
c. Gendrift, oder aa nicht lebensfähig
d. Selektionsdruck auf aa
Weshalb ist sexuelle Forpflanzung a prori nicht zu erwarten? Begrüden Sie anhand der Red-Queen-Hypothese weshalb sexuelle Fortpflanzung dennoch vorteilhaft sein könnte.
Hypothese geht davon aus, dass sich konkurrierende Systeme ein Wettrennen liefern, bei dem sie immer auf der Stelle bleiben, aber laufen müssen, um diesen Gleichstand zu halten.
Bei sexueller Fortpflanzung entstehen kosten (zwei Individuen müssen sich paaren, damit das Weibchen den Nachwuchs austragen kann). Bei asexuellen Lebewesen wie z.B. viele Parasiten (z.B. Bakterien), kann sich jedes Individuum fortpflanzen und so viel mehr Nachkommen produzieren.
Ein wichtiger Vorteil von der sexuellen Fortpflanzung ist jedoch die Rekombination, wodurch neue Genkombinationen erzeugt werden können und es so Parasiten erschwert sie anzugreifen, da es immer wieder neue Umstände sind.
In welcher Weise wird die Häufigkeitsverteilung der Phänotypen durch die Selektion verschoben? Zeichen Sie dies im unteren Teil der Grafik ein.
Seneszenz könnte bedingt sein durch Mutation, die sich spät im Leben eines Organismus schädlich auswirken. Erklären Sie weshalb sich solche schädlichen Mutationen trotzdem in einer Population ausbreiten können.
Weil Mutationen, die sich erst spät im Leben auswirken, nr schwacher Selektion unterliegen. Da die Mutation erst später Auswirkungen zeigen wird, kann man sich vorher dennoch vermehren und so bleibt die Mutaion in der Population.
Dagegen unterliegen Mutation, die zum Tod vor reproduktiven Alter führen einer starken Evolution.
Erklären SIe was man unter “neutraler Evolution” versteht und wie diese abläuft.
Es gibt eine Variabilität in einem Merkmal, welches auch Erblich ist, jedoch nicht zu einem Reproduktionunterschied führt, also keinen Einfluss auf die Fitness hat. Dadurch das dieses Merkmal also nicht mit der Fitness korreliert wird es einfach weiter vererbt und sich auch ein Stück weit ändern.
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